Zellorganellen: Aufbau, Funktion und ihre Bedeutung

Aufbau und Funktion von Zellorganellen

Plasmamembran: Struktur und Aufgaben

Die Plasmamembran ist eine dünne Hülle, die alle bekannten Zellen umgibt. Sie besteht aus Lipiden und Proteinen. Die Plasmamembran ist fließend, da sich ihre Moleküle bewegen können, was zu einer mehr oder weniger flüssigen Konsistenz führt. Diese hängt von der Art der Lipide ab, die in ihrer Zusammensetzung enthalten sind. Bei tierischen Zellen wird die Fluidität der Membran durch Cholesterin-Moleküle reguliert.

Gewebezellen sind durch die extrazelluläre Matrix miteinander verbunden.

Zellwand: Schutz und Formgebung

Die Zellwand ist eine Art extrazelluläre Matrix der Pflanzenzelle, die hauptsächlich aus Cellulosefasern besteht. Sie verleiht der Zelle mehr Steifigkeit und erhält ihre Form. Die Zellwände können Substanzen wie Lignin anreichern, um zusätzliche Festigkeit zu gewährleisten.

Zytoplasma und Zytoskelett

Das Zytoplasma ist der Raum zwischen dem Zellkern und der Plasmamembran. Es besteht aus Organellen, die in einem wässrigen Medium, dem Zytosol, eingebettet sind. Im Zytoplasma befindet sich auch das Zytoskelett, das aus Mikrofilamenten, Mikrotubuli und Intermediärfilamenten besteht und der Zelle Stabilität verleiht sowie Transportprozesse ermöglicht.

Zentrosom: Mikrotubuli-Organisationszentrum

Das Zentrosom ist ein Zellorganell und ein Mikrotubuli-Organisationszentrum (MTOC), das nur in tierischen Zellen vorkommt. Es enthält ein Diplosom, das aus zwei Zentriolen besteht. Die Zentriolen sind aus neun Gruppen von jeweils drei Mikrotubuli aufgebaut.

Ribosomen: Proteinfabriken der Zelle

Ribosomen sind Organellen, die sich im Zytosol befinden. Sie bestehen aus Proteinen und ribosomaler RNA (rRNA). Ihre Hauptfunktion ist die Proteinsynthese, also die Herstellung von Proteinen.

Endoplasmatisches Retikulum (ER)

Das Endoplasmatische Retikulum (ER) ist ein Membransystem, das der Plasmamembran ähnelt. Es bildet Tubuli und Zisternen, die miteinander sowie mit dem Golgi-Apparat und der Zellmembran verbunden sind. Es gibt zwei Haupttypen:

• Raues Endoplasmatisches Retikulum (rER): Hat ein körniges Aussehen aufgrund angelagerter Ribosomen. Es ist hauptsächlich an der Synthese von Proteinen für den Export oder für Membranen beteiligt.
• Glattes Endoplasmatisches Retikulum (sER): Bereiche ohne Ribosomen. Es ist an der Lipidsynthese, der Entgiftung und der Speicherung von Kalziumionen beteiligt.

Golgi-Apparat: Sortier- und Versandzentrum

Der Golgi-Apparat ist ein Stapel membranumschlossener Säcke (Zisternen) in der Nähe des Zellkerns, begleitet von kleineren Vesikeln. Er ist für die Modifikation, Sortierung und Verpackung von Proteinen und Lipiden zuständig, die vom ER kommen.

Lysosomen: Zelluläre Verdauung

Lysosomen sind Vesikel, die vom Golgi-Apparat abgeschnürt werden und saure Verdauungsenzyme enthalten. Sie sind für den Abbau von Zellabfällen, alten Zellbestandteilen und Fremdstoffen verantwortlich.

Peroxisomen: Entgiftung der Zelle

Peroxisomen sind Vesikel, in denen Oxidationsreaktionen stattfinden, um giftige Stoffe abzubauen und Stoffwechselprodukte zu verarbeiten.

Vakuolen: Speicher und Turgor

Vakuolen sind membranumschlossene Organellen, die in fast allen Zelltypen vorkommen. In Pflanzenzellen sind sie besonders groß und nehmen einen Großteil des Zellvolumens ein. Sie dienen der Speicherung von Wasser, Nährstoffen und Abfallprodukten sowie der Aufrechterhaltung des Turgors (Zellinnendrucks).

Mitochondrien: Kraftwerke der Zelle

Mitochondrien sind zytoplasmatische Organellen, die in allen eukaryotischen Zellen vorkommen. Ihre innere Membran ist stark gefaltet und bildet sogenannte Cristae. Innerhalb der Mitochondrien befindet sich die Mitochondrienmatrix. Sie sind die Hauptorte der Zellatmung und produzieren den Großteil der Energie (ATP) für die Zelle.

Chloroplasten: Orte der Photosynthese

Chloroplasten sind Organellen, die ausschließlich in Pflanzenzellen vorkommen und für die Photosynthese verantwortlich sind. Sie sind von einer äußeren und einer inneren Membran umgeben. Im Inneren befindet sich das Stroma. Im Stroma befinden sich Stapel von membranumschlossenen Säcken, den Thylakoiden, die Grana bilden. Die Thylakoide enthalten photosynthetische Pigmente wie Chlorophyll.